基于MDI的流媒體業(yè)務質量測量系統(tǒng)設計與實現.pdf

1、隨著寬帶技術的發(fā)展，在線電影、網絡直播、視頻分享等流媒體業(yè)務得到了廣泛的應用。在電信網、電視網和計算機通信網相互融合相互滲透的大背景下，IPTV（Internet Protocol Television）、OTT（Over The Top）等流媒體業(yè)務更是得到電信運營商、內容提供商和網絡服務商的大力投入和持續(xù)推進。越來越多的新型流媒體業(yè)務不斷地涌現出來，流媒體業(yè)務的發(fā)展將會給人們的生活和工作帶來巨大變化和深遠影響。最終用戶在享受豐富的流

2、媒體業(yè)務的同時，對流媒體業(yè)務質量也提出了更高的要求。
　　根據分析，影響流媒體業(yè)務質量的因素主要來源于兩個方面，一方面是內容源質量，主要包括編碼算法的優(yōu)劣性、編碼參數配置策略和碼流打包方式等；另一方面是網絡傳輸因素。由于流媒體業(yè)務對網絡性能有較高要求，媒體流數據包通過網絡進行傳輸和交換的過程中，容易發(fā)生延時、丟包、抖動等問題。網絡性能是影響流媒體業(yè)務質量的重要參數。在目前IP網絡盡力而為的服務模式下，流媒體業(yè)務質量得不到有效的實時

3、性保障和可靠性保障。網絡性能的動態(tài)變化和流媒體數據包的延時、抖動或丟包都會影響到流媒體業(yè)務的音視頻質量。在此背景下，流媒體業(yè)務質量的主動監(jiān)測與測量評估顯得異常重要。
　　本文通過分析流媒體業(yè)務測量技術的研究現狀后，選擇采用MDI（Media Delivery Index）測量方法設計并實現了一套具備實際應用價值的測量系統(tǒng)。
　　MDI測量方法通過延遲因子DF（Delay Factor）和媒體丟包率MLR（Media Loss

4、 Rate）兩個指標值來評估流媒體業(yè)務的傳輸質量。DF指標用于描述流媒體數據包的延時和抖動狀況。MLR指標用于描述在某個采樣周期內發(fā)生丟失的數據包數量。通過與其他評估方法相比可以得知，MDI測量方法具備多方面的優(yōu)點和特征。首先是算法所需的特征參數精簡，計算分析過程相對簡單，因而在執(zhí)行效率和分析性能上能夠滿足流媒體業(yè)務高實時性的特征；其次是周邊依賴因素少而具備較強的獨立性，因而可以適用于復雜的流媒體業(yè)務網絡；最后是良好的擴展性，可以根據需

5、要大規(guī)模部署到端到端業(yè)務網絡中進行測量。MDI測量方法可以通過精確的測試結果反饋流媒體的業(yè)務質量狀況，還可以評估網絡鏈路和網絡設備對流媒體業(yè)務的支撐情況。
　　基于MDI的流媒體業(yè)務質量測量系統(tǒng)首先通過監(jiān)測探針收集網絡上不同節(jié)點的流媒體數據包，然后對數據包進逐層解析后得出MDI算法所需的特征參數，接下來按照設定的公式進行將MDI定義的兩個指標值計算出來，最后各個監(jiān)測探針將計算所得的指標值上報給管理中心。流媒體業(yè)務質量測量系統(tǒng)采用分

6、布式分布部署監(jiān)測探針和集中式統(tǒng)一管理數據的系統(tǒng)架構。測量系統(tǒng)包括一個管理中心和任意多個監(jiān)測探針組成。管理中心部署在網絡中心節(jié)點，實時收集各個監(jiān)測探針上報的測量數據后進行處理，并根據需要展示到界面上。監(jiān)測探針是根據業(yè)務需要部署到流媒體業(yè)務網絡的關鍵節(jié)點或是用戶終端上。監(jiān)測探針啟動后，開始實時采集流媒體數據包，經過一系列的篩選、過濾、解析和分析后，最后計算得出指標值。
　　流媒體業(yè)務質量測量系統(tǒng)的應用場景包括：實時查詢各個監(jiān)控節(jié)點上報

7、的指標值從而判斷該節(jié)點上的流媒體業(yè)務質量狀況；通過預先設定的閾值對測量結果較差的監(jiān)測節(jié)點產生告警信息；通過對同一條業(yè)務鏈路不同節(jié)點上的指標值進行對比分析來判斷網絡上的瓶頸；通過對特定網絡節(jié)點的監(jiān)測以評估該網元支撐流媒體業(yè)務傳輸的能力；通過對媒體內容源出口、各級網絡節(jié)點、用戶終端的聯合監(jiān)控來快速定位流媒體業(yè)務故障；通過多個監(jiān)控節(jié)點在一段時間內的測量統(tǒng)計數據來評估整個流媒體業(yè)務網絡的運行狀況?；谏鲜鰬脠鼍?，業(yè)務提供商可以通過流媒體業(yè)務質